Три плоских конденсатора с одинаковыми геометрическими размерами (площадь обкладок S, расстояние между обкладками d) соединили вначале последовательно, а затем параллельно. Конденсатор С1 содержит внутри диэлектрик 1, конденсатор С2 – диэлектрик 2, а конденсатор С3 – диэлектрик 3. Батарею конденсаторов подключают к источнику постоянного напряжения U. Найти: 1) электроёмкость каждого конденсатора; 2) электроёмкость батареи конденсаторов Сбат; 3) заряд и напряжение на каждом конденсаторе. парафин фарфор S =900 cм 2 , d= 2 мм; U = 1000 В; диэлектрик 1 – лавсан, диэлектрик 2 – резина, диэлектрик 3 - фторопласт

Для начала найдем электроёмкость каждого конденсатора. Формула для расчёта электроёмкости конденсатора с диэлектриком: C = ε * S / d, где С - электроёмкость, ε - диэлектрическая проницаемость, S - площадь обкладок, d - расстояние между обкладками.

Для конденсатора С1 с диэлектриком лавсан: ε1 = 3.3, S = 900 см² = 0.09 м², d = 2 мм = 0.002 м. Тогда С1 = 0.09 * 3.3 / 0.002 = 14850 пФ = 14.85 нФ.

Для конденсатора С2 с диэлектриком резина: ε2 = 2.2, S = 900 см² = 0.09 м², d = 2 мм = 0.002 м. Тогда С2 = 0.09 * 2.2 / 0.002 = 9900 пФ = 9.9 нФ.

Для конденсатора С3 с диэлектриком фторопласт: ε3 = 2.1, S = 900 см² = 0.09 м², d = 2 мм = 0.002 м. Тогда С3 = 0.09 * 2.1 / 0.002 = 9450 пФ = 9.45 нФ.

Затем найдем электроёмкость батареи конденсаторов Сбат. Для конденсаторов, соединенных последовательно, электроёмкость равна: 1 / Cбат = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3. Подставляем значения: 1 / Cбат = 1 / 14.85 + 1 / 9.9 + 1 / 9.45. Тогда Cбат = 4.27 нФ.

Наконец, найдем заряд и напряжение на каждом конденсаторе. После подключения к источнику напряжения конденсаторы начнут заряжаться. Заряд на каждом конденсаторе равен Q = C * U, где Q - заряд, C - электроёмкость, U - напряжение на конденсаторе.

Для конденсатора С1: Q1 = C1 * U = 14.85 * 10^-9 * 1000 = 0.01485 Кл = 14.85 мКл. Напряжение на конденсаторе С1 также равно 1000 В.

Для конденсатора С2: Q2 = C2 * U = 9.9 * 10^-9 * 1000 = 0.0099 Кл = 9.9 мКл. Напряжение на конденсаторе С2 также равно 1000 В.

Для конденсатора С3: Q3 = C3 * U = 9.45 * 10^-9 * 1000 = 0.00945 Кл = 9.45 мКл. Напряжение на конденсаторе С3 также равно 1000 В.